Bài giảng Điều tra rừng - Chương IV: Gây tạo giống mới

Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi 1. KHÁI NIỆM. - Giống là một tập hợp vật nuôi, cây trồng cùng đáp ứng được mục tiêu kinh doanh, cùng thích ứng với một môi trường sống hay nuôi trồng cụ thể. - Giống mới là giống đáp ứng được mục tiêu kinh doanh cao hơn giống cũ (mục tiêu kinh tế, năng suất, chất lượng, phòng hộ, tính chống chịu, cảnh quan,). - Như chúng ta đã biết, bản chất sinh học của mỗi giống hiện có là do KG qui định. Vì thế mà việc gây tạo giống mới chính là quá trình thay đổi KG vốn có để tạo thành KG mới mà trong di truyền học thì quá trình đó là gây biến dị di truyền vì biến dị di truyền bao gồm hai loại được phát sinh do hai nguyên nhân khác hẳn nhau: + Biến dị tổ hợp do sinh sản hữu tính. + Đột biến được phát sinh bởi các tác động bất thường của môi trường sống, vì thế để gây tạo biến dị di truyền có hai cách tương ứng: Lai và gây đột biến - Ngày nay, có phương pháp gây tạo giống mới hiện đại như: + Chuyển gen: Chuyển các gen quí từ cây giống này sang các giống khác. + Lai tế bào sinh dưỡng. + Nuôi cấy hạt phấn. + Phương pháp tạo dòng biến dị soma. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY TẠO GIỐNG MỚI TRUYỀN THỐNG. 2.1. Lai giống (Lai hữu tính). 2.1.1. Khái niệm. Là việc cho giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau tạo thành hợp tử để hợp tử đó phát triển thành cơ thể lai. - Xét về cách thức tạo ra phương pháp trên chia làm 2 loại: + Lai tự nhiên: Được tiến hành giữa các cá thể trong tự nhiên theo một sơ đồ ấn định trước của con người. Vườn giống là một hình thức thu nhận con lai tự nhiên. + Lai nhân tạo: Là phương pháp lai do con người tiến hành nhằm tạo ra nguồn vật liệu khởi đầu có định hướng làm cơ sở cho chọn giống. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi 2.1.2. Các hình thức lai giống. Dựa vào mối quan hệ về huyết thống hay địa lý – sinh thái giữa cá thể đem lai mà người ta chia lai giống thành các loại: - Lai gần (lai cùng loài): + Lai cùng dòng (cùng gia đình): Là phép lai thực hiện cùng một dòng(cùng một gia đình), trong trường hợp cùng dòng chính là tự thụ phấn. Mục tiêu: Thuần hoá giống (đưa giống từ dạng không thuần về dạng thuần chủng) và tạo nguồn nguyên liệu cho lai khác dòng. + Lai khác dòng (lai khác gia đình): Lai phép lai được thực hiện giữa hai cá thể thuộc 2 dòng vô tính khác nhau hoặc thuộc 2 gia đình khác nhau. Mục tiêu: Nhằm tạo ưu thế lai (là hiện tượng con lai có các đặc điểm về sinh trưởng, thích nghi, tính chống chịu,... tốt hơn con không được lai. Hay đó chính là hiện tượng con lai của cặp bố mẹ khác dòng hay khác gia đình bao giờ cũng có sức sống cao hơn, chống chịu tốt hơn, cho năng suất cao hơn, phẩm chất cây tốt hơn cây bố mẹ. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi Ưu thế lai: Sinh trưởng (con lai có khả năng tăng sinh khối cao hơn bố mẹ), sinh sản (là hiện tượng cây lai cho nhiều hoa quả hơn cây bố mẹ), tính thích ứng (con lai có khả năng chống chịu tốt với các yếu tố bất lợi hơn cây bố mẹ). - Nguyên nhân của ưu thế lai: Nguyên nhân trực tiếp là do tính dị hợp tử của cơ thể lai tạo nên. Từ tính dị hợp tử mà hình thành ra nhiều cơ chế cụ thể. + Cơ chế tính trội: Khi lai 2 cơ thể bố mẹ khác dòng (qua chọn lọc) đối nhau về KH thì thế hệ lai sẽ có 100% cặp gen ở trạng thái dị hợp tử. Như vậy, tất cả các gen lặn của bố và mẹ đều không biểu hiện ở cơ thể lai (ở bố và mẹ được biểu hiện). P : AabbDD x aaBBdd Đối với con người tính trạng lặn có thể có lợi hoặc có hại, tuỳ vào mục tiêu đặt ra. Nhưng đối với sinh vật thì tính trạng lặn là tính trạng có hại. Như vậy, ở thế hệ F1 tất cả các tính trạng có hại cho sinh vật đều không được biểu hiện trên cơ thể. + Cơ chế tương tác gen: ở F1 tập trung tất cả các gen trội mà bố mẹ có => là dịp (cơ hội) để gen trội của bố mẹ tồn tại cạnh nhau, có điều kiện tương tác qua lại với nhau. Trong đó có cơ thể xuất hiện tính trạng mới (bổ trợ) có thể tăng cường tính trạng cũ (trùng hợp) có thể mất đi tính trạng cũ có hại (át chế). + Cơ chế siêu trội: Cặp gen di hợp có năng lực biểu hiện KH tốt hơn đồng hợp trội và đồng hợp lặn (AA aa). Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi - Đặc điểm ưu thế lai: Chỉ được biểu hiện ở thế hệ lai F1 và bắt đầu giảm dần ở F2 do tính trạng dị hợp tử bắt đầu giảm dần. - Sử dụng ưu thế lai: + Đối với loài có khả năng sinh sản sinh dưỡng người ta nhân giống ưu thế lai đó bằng các hình thức nhân giống sinh dưỡng. + Đối với những loài không có khả năng sinh sản sinh dưỡng người ta sử dụng ưu thế lai trong khuôn khổ kinh tế tức là phép lai phát triển ngay trứ không để sản xuất tiếp. Như vậy, lai kinh tế khác với lai giống là phải tiến hành thường xuyên trước mỗi mùa vụ gây trồng, còn phép lai giống chỉ làm một lần sau đó chỉ việc nhân lên nhiều lần. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi 2.1.2. Các hình thức lai giống. - - Lai khác thứ: là phép lai tiến hành giữa hai thứ khác nhau của cùng một loài. Mục đích: Nhằm tạo ưu thế lai nhưng hiệu quả không bằng lai khác dòng vì tính dị hợp tử trong lai khác thứ khó tạo hơn trong lai khác dòng (muốn con cái có cặp gen ở trạng thái dị hợp tử thì các gen bố mẹ phải alen với nhau). Ngoài ra, lai khác thứ còn nhằm mục đích là cải thiện giống. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi - Lai xa (lai khác loài): Là phép lai thực hiện giữa hai loài khác nhau hoặc xa hơn nữa. Đôi khi lai xa còn được hiểu là lai giữa hai cá thể có nguồn gốc địa lí – sinh thái khác nhau. Lai xa có những đặc điểm cơ bản sau: + Đặc điểm di truyền: Vì lai xa được thực hiện giữa hai cá thể có bộ NST khác nhau về số lượng, hình dạng, kích thước nên con lai có bộ NST khác với bộ NST của bố và của mẹ. Vì thế con lai sẽ là loài mới. + Khó lai: (khó thụ phấn) là do lệch chu kỳ ra hoa, không trùng về cấu tạo của ống phấn với kích thước túi phôi. + Khó thụ tinh: Do hạt phấn loài này không nẩy mầm được trên vòi nhuỵ của loài khác. Do tế bào chất của loài này cản trở nhân tố của tế bào khác dẫn tới hợp nhân. + Con lai bất thụ: Nếu thụ phấn xảy ra và thụ tinh cũng xảy ra và con lai hình thành thì con lai này không có khả năng sinh sản do bộ NST của con lai không phải thể lưỡng bội nên các cặp NST không tồn tại thành cặp tương đồng nên không thể tiếp hợp được trong giảm phân 1 => giảm phân không xảy ra. => không hình thành giao tử => bất thụ. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi - Lai xa:.... - Cách khắc phục những nhược điểm bất lợi trong lai xa. + Khắc phục hiện tượng không lai: / Về nguyên tắc làm giảm bớt sự khác biệt giữa yếu tố bố và yếu tố mẹ trước khi đem lai. / Làm giảm bớt năng lực lựa chọn của yếu tố bố và yếu tố mẹ. / Tạo ra môi trường thuận lợi cho quá trình thụ tinh. / Về phương pháp: Phương pháp khắc phục hiện tượng khó thụ phấn điều chỉnh thời kỳ nở hoa bằng việc thay đổi cường độ ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ và dinh dưỡng. Nếu không điều chỉnh được phải tiến hành thu thập hạt phấn của loài ra hoa trước sau đó cất giữ cẩn thận tránh mất sức nảy mầm, đợi cho loài cần thụ phấn ra hoa thì mới đem hạt phấn cất giữ đem thụ phấn. Ch­¬ng IV. G©y t¹o gièng míi + Khắc phục hiện tượng khó thụ tinh: Chọn yếu tố mẹ là cây tuổi non, cây lai để giảm bớt khả năng lựa chọn trong thụ tinh. / Dùng phương pháp lai bắc cầu lấy một trong hai loài lai với loài thứ ba (trung gian) được con lai đem lai với loài kia. / Tiếp cận vô tính (ghép): Dùng cành một trong hai loài ghép lên gốc của loài kia tới khi cành ghép và gốc ghép ra hoa thì tiến hành thụ phấn cho nhau. / Dùng một phần đầu nhị của loài bố đưa lên đầu nhuỵ của mẹ trước rồi tiến hành thụ phấn nhằm để một phần đầu nhuỵ có kích thích nảy mầm. / Thụ phấn hỗn hợp: Dùng một hỗn hợp phấn nhiều loài (xa hơn loài làm bố so với loài mẹ) trộn chung với nhau rồi tiến hành thụ phấn cho yếu tố mẹ mục tiêu nhằm lợi dụng tính cạnh tranh để tiến hành thụ phấn.